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摘要：隨著電信網絡變得越來越復雜，電信運營商面臨著巨大的運營問題。電信管理網絡（TMN）是由國際電信聯盟——電信標準化部門（ITU-T）開發的用于管理電信網絡和業務的框架。性能管理（PM）是ITU-T確定的五大核心管理功能之一。網絡管理系統（NMS）屬于TMN的網絡管理層。本文簡要分析了PM原理和PM操作流程。提出了網絡管理系統中PM系統的體系結構，并分析了實現PM系統所面臨的挑戰和克服這些挑戰的方法。
關鍵詞：電信管理網絡（TMN）；網元管理系統（EMS）；網絡管理系統（NMS）；績效管理（PM）；關鍵績效指標（KPI）
0引言
TMN是由國際電信聯盟電信標準化部門（ITU-T）開發的用于管理電信網絡和服務的框架[1]?；赥MN參考模型，管理系統可以分為以下幾個層次來執行特定的功能，并具有特定的范圍：圖1顯示了TMN參考模型的五個不同層。業務管理層（BML）負責實施組織內的策略；服務管理層（SML）負責包括服務投訴處理、訂單處理和發票在內的客戶合同方面的服務，這些服務可以提供給客戶或可供潛在的新客戶使用；網絡管理層（NML）負責協調網絡的活動，管理網絡端到端連接所需的網絡元素之間的關系；元素管理層（EML）負責與位于小范圍內的單個或少量網絡元件相關的功能；網絡元素層（NEL）代表電信設備（或電信設備的組/部分）。ITU-T將管理分為五大管理功能領域，即：故障、配置、計費、性能和安全（FCAPS）[2]。在TMN中引入的FCAPS管理概念的子集將在每個TMN層執行[3]。故障管理是指檢測、隔離、修復和記錄在網絡內發生的錯誤。配置管理是維護關于網絡配置（硬件和軟件）的準確信息以及控制與其正常操作相關的參數。計費管理涉及用戶管理，以及資源和服務使用次序。性能管理嘗試最大限度地提高網絡性能。它與QoS、資源利用率、延遲、抖動和丟包等參數密切相關。安全管理涉及網絡安全。
1性能管理的基本概念
性能管理（PM）通過收集統計信息，維護和檢查歷史日志，確定系統性能，改變系統運行模式來評估和報告網元的行為和有效性。理想的性能管理系統的主要功能是優化網絡和應用的使用，以提供一致和可預測的服務水平[4]。PM包括網絡和應用程序流量的測量，以便在給定實例和定義的時間段內提供一致的和可預測的服務級別。以提高性能和流量管理為目標，PM涉及對網絡、應用程序、服務活動以及設計和配置調整的監視。網絡性能可能由于外部或內部問題而惡化，這可能會影響服務性能，可靠性、可用性以及最終的客戶體驗。性能管理使您能夠提前發現惡化的趨勢，并主動解決潛在威脅，從而防止錯誤發生。
2性能管理系統的架構
PM系統的體系結構如圖2所示，它具有以下幾個層次：數據收集和解析層、數據存儲和管理層、應用程序層、表示層（用戶界面）。
2.1數據收集和解析層
性能管理的基礎是使用網絡特定的協議從網元收集數據。該協議可以是如圖2中介所示的標準管理協議，如SNMP、FTP，也可以是各公司的專有協議。使用標準協議的優勢是靈活，使得為協議實現的數據收集可以重新用于從支持相同協議的另一個網絡元素（NetworkElement，以下簡稱NE）收集數據。從NE到EMS，測量工作的結果可以通過三種不同的方式轉發：（1）在NE中執行的測量任務產生的結果被發送到EMS。（2）EMS可以隨時檢索存儲在NE中的報告。使用諸如FTP之類的批量傳輸機制（即基于文件）。（3）除了生成定期的計劃結果報告之外，還可以根據運營商定義的閾值發送測量結果。在實例化測量時設置閾值，并且在超過閾值時生成性能報警。對于收集到的數據應將其存儲在輸入文件中，并將這些文件重命名為統一的文件名，識別并丟棄損壞的文件。最后將正確的文件發送到解析器。處理后的文件可以按照將來數據重新加載的需要進行存儲。
2.2數據存儲和管理層
在這一層中，使用基于標準DBMS的數據倉庫，該數據倉庫針對VLDB分布式數據存儲進行了優化。驗證和加載組件用于將解析的數據加載到數據存儲并驗證數據間隔和數據重新加載，數據倉庫中的存儲應該隨網絡規模的擴展而增加。數據存儲和管理應該靈活的適應網絡未來的發展及變化，并且使用支持數據訪問和修改的嵌入式編程語言。
2.3應用層
收集和存儲數據的實際操作在這一層進行。該層應提供對數據庫的多線程訪問，以便進行數據聚合、事件生成、關聯和分析，報告生成的并行處理。該層還負責存儲和共享生成的KPI和報告，它應包括檢查閾值操作（即警報、通知等）的模塊，并執行自動健康檢查報告。
2.4表示層
這一層負責提供一個基于網絡的用戶界面。它包含一個安全層，以確保生成的PM結果以儀表板或是實時圖表的形式展現給用戶。除此之外，還應提供將結果導出為.csv，.xml，.pdf文件格式的選項。此層可以提供兩個用戶界面：所有系統組件的管理UI和所有PM結果查看的用戶界面。數據抽象層隱藏了應用層聚合、報告、調度、健康檢查機制的復雜性，并將PM系統的結果以簡化的方式呈現給系統用戶。
3性能管理面臨的挑戰
第一個巨大的挑戰是如何高效的管理，即收集、存儲、處理和匯總一段時間內的大量性能測量數據。第二大挑戰是處理沒有統一結構或內容的性能測量標準。由于各種NE類型的性能測量不同，因為制造商在其設備中使用不同的專有協議和數據結構來衡量性能。
3.1處理海量網絡性能數據
多個輪詢器、線程和探針可用于網絡數據收集。使用循環數據庫結構的靈活的聚合規則可以用于記錄的聚合，記錄的定期輸出可以在平面文件中完成。逗號分隔值文件（CSV文件）在預定義的保留期限到期之后，記錄的永久刪除可以在用戶預定義的保留期限后自動從數據庫中完成。輪詢器可用于主動輪詢或收集計劃基礎的性能數據，直接從設備獲取KPI。一個性能監控應用程序可以被線程化，不同的進程可以被拆分，以允許多個CPU在一個進程上工作。在收集性能測量時，線程是非常有用的，可以使用多個線程同時執行數據收集工作，因此可以快速完成。探測器是收集有關網絡活動的數據的程序，在大型分布式網絡體系結構中，探針給出了必要的機制來積累構建網絡歷史和趨勢所必需的數據。任何數據庫中可以保存的數據量，特別是大型網絡的數據量是有限的。因此，在用戶預定的時間限制（例如1周）之后，需要匯總原始數據。
3.2不同性能測量標準的處理
這可以通過在數據收集和解析層中設置一個轉換模塊來完成。收集器將收集的數據提供給轉換器，轉換器轉而轉換成PM系統所屬的NMS所了解的標準格式。因此，在將數據保存到數據庫之前，將其轉換為具有適當結構的標準格式。
4結論
本文介紹了PM原理，提出了網絡管理系統中PM系統的結構，分析了PM系統實施過程中面臨的挑戰，并提出了克服這些挑戰的方法。
作者:李維峰 單位:中國飛行試驗研究院
